现代大气探测学第六讲气压的测量夏俊荣

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1、南京信息工程大学夏俊荣现代大气探测学致谢本课程多媒体教材是在兰州大学张文煜教授的同类教材基础之上修改完成，此外还得到了其他诸位老师的帮助，在此谨表示衷心感谢。第六讲气压的观测知识结构空盒气压表3沸点气压表5气压表的基准7概述1水银气压表2气压传感器4海平面气压订正6气象应用8§4.1概述1.什么是气压?常用单位的换算1hPa=100Pa1hPa=0.750069mmHg≈3/4mmHg§4.1概述2.气压观测的意义?§4.1概述3.测定气压的仪器?液体气压表空盒气压表和气压计沸点气压表振动筒式压力传感器膜盒式电容气压传感器压阻式气压传感器§4.2水银气压表为什

2、么气象上常用的液体气压表是水银气压表?4.2.1水银的特点（1）密度比较大,高度比较适中，便于制造和观测（2）水银蒸气压很小，在观测的精确度范围内不会有影响§4.2水银气压表为什么气象上常用的液体气压表是水银气压表?4.2.1水银的特点（3）水银不沾湿玻璃，管中水银面成凸起的弯月面，易于正确地判定它的位置（4）水银的性能很稳定§4.2水银气压表4.2.2水银气压表测量原理§4.2水银气压表4.2.2水银气压表测量原理设玻璃管的截面积为Ｓ，水银柱高度为ｈ，水银密度为ρ，ｇ为重力加速度，则管内水银柱的重量为：在Ｓ截面上产生的压强为：水银槽面受到的大气压强为Ｐ，则两

3、者平衡时：从上式可以看到，水银柱高度除与大气压有关外，还与密度和重力加速度有关国际上统一规定，密度以温度0℃为标准，重力加速度以纬度45°的海平面为标准§4.2水银气压表4.2.3水银气压表的类型1、动槽式水银气压表（福丁式Fortin）2、定槽式水银气压表（寇乌式Kew）内管外套管槽部4.2.4动槽式水银气压表的构造原理§4.2水银气压表4.2.4动槽式水银气压表的构造原理量程：810-1070hPa/600-800mmHg环境温度范围：15-+45℃误差：≤0.4hPa/0.3mmHg§4.2水银气压表4.2.5定槽式水银气压表的构造原理没有固定零点

4、，采用补偿标尺的方法定槽式水银气压表主要分为三部分：内管；套管；槽部§4.2水银气压表4.2.5定槽式水银气压表的构造原理1.补偿标尺？2.补偿标尺的测量原理？§4.2水银气压表4.2.5定槽式水银气压表的构造原理由于槽部水银面不能像动槽式那样进行调整，随着气压的变化，水银柱高度的变化也造成槽内水银面高度的变化，而标尺是固定刻在铜管上的，不能随水银面活动，因此就需要把这种由于基点变化而影响示度的量考虑进标尺的刻度大小上去，这样的标尺就称为补偿标尺补偿标尺：定槽式水银气压表的测量范围和工作条件，要求与动槽式水银气压表相同，但其测量误差为0.5hPa§4.2水银

5、气压表4.2.6水银气压表的本站气压订正依次经过仪器差、温度差、重力差三步订正1、仪器差订正⑴真空不良的影响⑵毛细压缩误差⑶温度的不确定度⑷水银蒸气压的影响⑸标尺误差⑹由于安装条件不妥引起的误差⑺其它误差综合订正§4.2水银气压表2、温度差订正(1)为什么要进行温度差订正？(2)怎样进行温度差订正?(3)温度订正的物理意义?(1)为什么要进行温度差订正将观测得到的水银柱高度读数h，订正到标准情况下的水银柱的高度h0时，应满足下列关系其中只与气压表水银和标尺铜管的温度有关只与观测点的纬度和海拔高度有关(2)怎样进行温度差订正温度差订正值为：由于在t℃时水银柱与黄

6、铜标尺长度相等，均为L，故：式中λ为黄铜标尺的膨胀系数，α为水银的膨胀系数。(2)怎样进行温度差订正将值代入得：式中ｔ为附温表所示温度。由上式可知，附温在零上时Ct为负，反之，附温在零下时Ct为正(2)温度差订正的物理意义物理意义：当附属温度在0℃以上时，即使气压不变，由于水银柱膨胀较铜尺膨胀得大，这样依照水银柱高度来测气压时，就会比实际偏高，因而要减去由于水银柱膨胀比铜标尺大的一段水银柱高度，故Ct订正值为负；反之，当附属温度在0℃以下时，水银收缩得较铜尺为多，依水银柱高度读出的气压值就偏低，故Ct订正值为正将观测得到的水银柱高度读数h，订正到标准情况下的水

7、银柱的高度h0时，应满足下列关系其中只与观测点的纬度和海拔高度有关3、重力差订正3、重力差订正高度重力差纬度重力差重力差纬度重力差订正在平均海平面上，重力加速度随纬度的变化：高度重力差订正在陆地台站：h为测站的海拔高度，hˊ为以测站为中心的半径150km范围内的平均海拔高度高度重力差订正在水面上的台站,平均海拔高度低于10m：D为测点正下方的水深，Dˊ为以测站为中心的半径150km范围内的平均水深高度重力差订正在海岸附近地区的台站：α为半径150km地区内陆地面积所占比重4.2.6水银气压表的本站气压订正水银气压表的读数要依次经过仪器差、温度差、纬度重力差和高

8、度重力差订正后，就可获得本站气压值计算